العلماء الروس يجددون المفاعلات النووية ما يساعد في زيادة أمن المحطات النووية

06/19 16:33

العلماء الروس يقترحون مادة جديدة للمفاعلات النووية

سبوتنيك. إن هيكل المفاعل النووي الفولاذي — مفاعل القدرة المائي — المائي الروسي (Water-Water Energetic Reactor) وهو النوع الأكثر شيوعاً من المفاعلات في العالم (VVER) وواحد من أهم مكونات محطات الطاقة النووية. إذ أن عامل الموثوقية والكفاءة التي ينبغي أن يتمتع بها هيكل المفاعل تحدد بشكل كبير سلامة عمل المحطات النووية بشكل عام، يشار إلى أن نتائج الدراسة قد تم نشرها في Journal of Nuclear Materials.

أثناء عملية التشغيل تحت تأثير إشعاع النيوترونات السريعة تحدث لدينا حالة تصلب (انخفاض مستوى اللدونة) هيكل المفاعل الفولاذي بسبب تشكل عيوب ناجمة عن الإشعاع النانوي والمراحل الفصل التي يسببها الإشعاع.

وتحت تأثير درجة حرارة التشغيل لهيكل المفاعل (حوالي 300 درجة مئوية) والتعرض للإشعاع في حدود الحبيبات "الشوائب"، تتشكل أيضاً عملية فصل عناصر الشوائب التي تقلل من متانة حدود الحبيبات. وبالتالي فإن تشكل الفواصل الحبيبية للشوائب الضارة تسبب انخفاضاً في مقاومة الفولاذ للصدأ.

وهذا بدوره يقلص من فترة الاستخدام الآمن لهيكل المفاعل، وذلك لأنه يزداد احتمال انهياره لدى سكب الماء البارد في حال وقوع حادث ما. ومن أجل إطالة عمر هياكل المفاعلات (VVER) تم إجراء سلسلة من عمليات التلدين الإنعاشية لعدد من هياكل المفاعلات في عام 1991، الأمر الذي جعل من الممكن تمديد خدمتهم إلى 45 عاماً.

فريق علمي روسي - أردني ينجح في ابتكار آلية جديدة لتطوير المفاعلات النووية

وبحسب قول العلماء فإنه من أجل تمديد خدمة المفاعلات بشكل مجدي اقتصادياً حتى 60 عاماً، من الضروري إجراء عمليات لإعادة عمليات التلدين الانعاشية مع القيام بدراسة أولية للحالة البنيوية والخصائص الميكانيكية لهياكل المفاعلات التي عملت بعد فترة طويلة من العملية الأولى للتلدين.

يشار إلى أن تقنية التلدين تم تصميمها والحصول على براءة اختراع في معهد كورتشاتوف للبحوث العلمية، والذي يفترض وجود درجة حرارة معينة وزمن تحمل سرعة التسخين حتى الوصول إلى درجة حرارة التلدين في مختلف المراحل وسرعة التبريد.

يكمن جوهر هذه الطريقة في أنه يتم أخذ عينات من هياكل المفاعلات النووية العاملة (VVER)، التي تخضع لفحص شامل وإعادة عملية التلدين ومن ثم إجراء دراسة أخرى عليها.

ويشير البروفسور يفغيني كوليشوف في معهد الفيزياء النووية والتقنيات وهو كبير الخبراء في معهد كورتشاتوف للبحوث العلمية قائلاً: "يمكننا تقديم التوصيات بشأن إمكانية تمديد فترة خدمة هيكل المفاعل وتحديد مستوى الانهيار الناجمة عن عملية التلدين والتعرض للإشعاعات، فقط بعد القيام بهذا الإجراء".

وبحسب رأي الباحثين فإن هذا الأسلوب يسمح بتمديد فترة خدمة المفاعلات حتى 60 عاماً، وبالإضافة إلى ذلك يوفر كثيراً عملية التفكيك المفاعلات القديمة وبناء مفاعلات جديدة.

وتابع يفغيني كوليشوف حديثه قائلاً: "إن القيام بعملية التلدين الانعاشية وفق البرنامج المحدد يؤدي إلى انحلال الإشعاع الناجم عن الرواسب والعيوب الناجمة عن الإشعاع وكذلك الفصل بين حدود الحبيبات. ونتيجة لذلك يتم استعادة بنية وخصائص الفولاذ كما كانت في وضعه الأولي، وبالتالي تمديد فترة الخدمة. ومن هنا تنبع الضرورة لمعرفة البنية والخصائص الميكانيكية لهيكل المفاعل الفولاذي في مختلف مراحل العمل والتشغيل، بما في ذلك بعد عمليات التلدين الانعاشية".